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专利号: 2017107056514
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于GMN算法的静止同步补偿器的控制方法,其步骤如下:A、信号采样

静止同步补偿器的数字处理器对电力系统中的周期性非正弦的三相负载电流信号采样,得到当前时刻n的a相负载电流离散值ia(n)、b相负载电流离散值ib(n)和c相负载电流离散值ic(n)对电力系统中的三相公共点电压采样,得到当前时刻n的a相公共点电压离散值va(n)、b相公共点电压离散值vb(n)和c相公共点电压离散值vc(n);

对电源侧的三相电流信号采样,得到当前时刻n的a相电源电流离散值isa(n),得到当前时刻n的b相电源电流离散值isb(n),得到当前时刻n的c相电源电流离散值isc(n);

对逆变器的直流侧的直流母线电压信号采样,得到当前时刻n的直流母线电压离散值Vd(n);

B、计算单元有功电压和无功电压

B1、静止同步补偿器的数字处理器计算出电力系统当前时刻n的公共点电压幅值V(n):B2、静止同步补偿器的数字处理器再根据当前时刻n的公共点电压幅值V(n),计算出当前时刻n的三相公共点电压单元有功分量:当前时刻n的a相公共点电压单元有功分量upa(n),upa(n)=va(n)/V(n);

当前时刻n的b相公共点电压单元有功分量upb(n),upb(n)=vb(n)/V(n);

当前时刻n的c相公共点电压单元有功分量upc(n),upc(n)=vc(n)/V(n);

B3、静止同步补偿器的数字处理器计算出当前时刻n的三相公共点电压单元无功分量:当前时刻n的a相公共点电压单元无功分量uqa(n),当前时刻n的b相公共点电压单元无功分量uqb(n),当前时刻n的c相公共点电压单元无功分量uqc(n),C、三相公共点电压单元有功权值的更新

C1、三相负载电流有功分量误差的计算:

根据当前时刻n的a相公共点电压单元有功分量upa(n),得到当前时刻n的a相负载电流有功分量期望值ya(n),ya(n)=upa(n)wap(n);其中wap(n)为当前时刻n的a相公共点电压单元有功权值,其初始值为零即wap(1)=0;进而得到当前时刻n的a相负载电流有功分量误差eap(n),eap(n)=ia(n)-upa(n)wap(n);

根据当前时刻n的b相公共点电压单元有功分量upb(n),得到当前时刻n的b相负载电流有功分量期望值yb(n),yb(n)=upb(n)wbp(n);其中wbp(n)为当前时刻n的b相公共点电压单元有功权值,其初始值为零即wbp(1)=0;进而得到当前时刻n的b相负载电流有功分量误差ebp(n),ebp(n)=ib(n)-upb(n)wbp(n);

根据当前时刻n的c相公共点电压单元有功分量upc(n),得到当前时刻n的c相负载电流有功分量期望值yc(n),yc(n)=upc(n)wcp(n);其中wcp(n)为当前时刻n的c相公共点电压单元有功权值,其初始值为零即wcp(1)=0;进而得到当前时刻n的c相负载电流有功分量误差ecp(n),ecp(n)=ic(n)-upc(n)wcp(n);

C2、三相公共点电压单元有功权值的更新

由下式得出下一时刻(n+1)的a相公共点电压单元有功权值wap(n+1),wap(n+1)=wap(n)+μ(λap(n)|eap(n)|r-1+(1-λap(n))|eap(n)|v-1)sign(eap(n))upa(n);

其中,μ为步长、其取值为0.02,λap(n)为a相负载电流有功分量误差的混合函数,其表达式为 其中exp(·)为指数运算;r为混合参数一、其取值为

1.1;v为混合参数二、其取值为1.4;sign(·)为符号运算;

由下式得出下一时刻(n+1)的b相公共点电压单元有功权值wbp(n+1),wbp(n+1)=wbp(n)+μ(λbp(n)|ebp(n)|r-1+(1-λbp(n))|ebp(n)|v-1)sign(ebp(n))upb(n);

其中,λb(n)为b相负载电流有功分量误差的混合函数,其表达式为由下式得出下一时刻(n+1)的c相公共点电压单元有功权值wcp(n+1),wcp(n+1)=wcp(n)+μ(λcp(n)|ecp(n)|r-1+(1-λcp(n))|ecp(n)|v-1)sign(ecp(n))upc(n);

其中,λcp(n)为c相负载电流有功分量误差的混合函数,其表达式为D、三相无功分量权值的更新:

D1、三相负载电流无功分量误差的计算:

根据当前时刻n的a相公共点电压单元无功分量uqa(n),得到当前时刻n的a相负载电流无功分量期望值ya(n),ya(n)=uqa(n)waq(n);其中waq(n)为当前时刻n的a相公共点电压单元无功权值,其初始值为零即waq(1)=0;进而得到当前时刻n的a相负载电流无功分量误差eaq(n),eaq(n)=ia(n)-uqa(n)waq(n);

根据当前时刻n的b相公共点电压单元无功分量uqb(n),得到当前时刻n的b相负载电流无功分量期望值yb(n),yb(n)=uqb(n)wbq(n);其中wbq(n)为当前时刻n的b相公共点电压单元无功权值,其初始值为零即wbq(1)=0;进而得到当前时刻n的b相负载电流无功分量误差ebq(n),ebq(n)=ib(n)-uqb(n)wbq(n);

根据当前时刻n的c相公共点电压单元无功分量uqc(n),得到当前时刻n的c相负载电流无功分量期望值yc(n),yc(n)=uqc(n)wcq(n);其中wcq(n)为当前时刻n的c相公共点电压单元无功权值,其初始值为零即wcq(1)=0;进而得到当前时刻n的c相负载电流无功分量误差ecq(n),ecq(n)=ic(n)-uqc(n)wcq(n);

D2、三相公共点电压单元有功权值的更新

由下式得出下一时刻(n+1)的a相公共点电压单元无功权值waq(n+1),waq(n+1)=waq(n)+μ(λaq(n)|eaq(n)|r-1+(1-λaq(n))|eaq(n)|v-1)sign(eaq(n))uqa(n);

其中,λaq(n)为a相负载电流无功分量误差的混合函数,其表达式为由下式得出下一时刻(n+1)的b相公共点电压单元无功权值wbq(n+1),wbq(n+1)=wbq(n)+μ(λbq(n)|ebq(n)|r-1+(1-λbq(n))|ebq(n)|v-1)sign(ebq(n))uqb(n);

其中,λbq(n)为b相负载电流无功分量误差的混合函数,其表达式为由下式得出下一时刻(n+1)的c相公共点电压单元无功权值wcq(n+1),wcq(n+1)=wcq(n)+μ(λcq(n)|ecq(n)|r-1+(1-λcq(n))|ecq(n)|v-1)sign(ecq(n))ucq(n);

其中,λcq(n)为c相负载电流无功分量误差的混合函数,其表达式为E、计算电源的参考电流

E1、三相参考电源电流有功分量的计算

算出公共点当前时刻n的参考电源电流基波平均有功权值wpavg(n),wpavg(n)=(wap(n)+wbp(n)+wcp(n))/3根据当前时刻n的直流母线电压离散值Vd(n),求出当前时刻n的直流母线电压的误差vde(n), 其中 为设定的直流母线电压的参考值:将当前时刻n的直流母线电压的误差vde(n)输入电源电流PI控制器,得到电源电流PI控制器的当前时刻n的输出值wd(n);进而得到当前时刻n公共点的参考电源电流的有功权值分量wp(n),wp(n)=wpavg(n)+wd(n);

算出三相参考电源电流有功分量:

当前时刻n的a相参考电源电流有功分量

当前时刻n的b相参考电源电流有功分量

当前时刻n的c相参考电源电流有功分量

E2、三相参考电源电流无功分量的计算

算出公共点当前时刻n的参考电源电流基波无功平均值wqavg(n),wqavg(n)=(waq(n)+wbq(n)+wcq(n))/3求出当前时刻n的公共点电压的误差ve(n),ve(n)=V*-V(n);其中V*为公共点电压的设定值;

将当前时刻n的公共点电压的误差ve(n)输入公共点电压PI控制器,得到当前时刻n公共点电压PI控制器的输出值wt(n);进而得到当前时刻n公共点的参考电源电流的无功权值分量wq(n),wq(n)=wt(n)-wqavg(n)求出当前时刻n三相参考电源电流无功分量:

当前时刻n的a相参考电源电流无功分量

当前时刻n的b相参考电源电流无功分量

当前时刻n的c相参考电源电流无功分量

E3、参考电源三相总参考电流的计算:

当前时刻n的a相参考电源总参考电流

当前时刻n的b相参考电源总参考电流

当前时刻n的c相参考电源总参考电流

F、逆变器的控制

将当前时刻n的a相电源电流离散值isa(n),当前时刻n的b相电源电流离散值isb(n),当前时刻n的c相电源电流离散值isc(n),当前时刻n的a相参考电源总参考电流 当前时刻n的b相参考电源总参考电流 和当前时刻n的c相参考电源总参考电流 送入滞环PWM电流控制器,滞环PWM电流控制器输出控制信号控制开关器件的通断,其具体控制逻辑为:如果 a相的上开关管打开,下开关管关断;如果

a相的上开关管关断,下开关管打开;

如果 b相的上开关管打开,下开关管关断;如果

b相的上开关管关断,下开关管打开;

如果 c相的上开关管打开,下开关管关断;如果 c

相的上开关管关断,下开关管打开;

其中,h为滞环PWM电流控制器的控制门限值,其取值为0.01;

G、令n=n+1,重复A、B、C、D、E的步骤。